(57)【要約】【課題】  環状のヨーク１と、当該ヨーク１内周にティース毎に設けられコイル３が巻線された複数の分割コア２とを備えるステータ１０の製造工程のうち複数の分割コア２を環状に配列する工程を簡便に製造すること。【解決手段】  分割コア配列装置５０は、複数の分割コア２をそれぞれ保持する複数の分割コア保持治具１１と、隣合う分割コア保持治具１１を回動可能に連結する連結手段２１とを備え、複数の分割コア保持治具１１を一列に展開及び環状に配列可能とした。分割コア配列装置５０によれば、隣合う分割コア保持治具１１は回動可能に連結されるため、分割コア保持治具１１に分割コア２を収容する際には、分割コア保持治具１１を一列に配列した状態で行い、分割コア２収容後は、それぞれの分割コア保持治具１１を回動させ隣合う分割コア保持治具１１の対向する縁部１１ｃ同士を接触させることによって、環状に配列された分割コア２を簡便に得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻線された複数の分割コアを環状に配列する分割コア配列装置において、
前記複数の分割コアをそれぞれ保持する複数の分割コア保持治具と、
隣合う前記分割コア保持治具を回動可能に連結する連結手段とを備え、
前記複数の分割コア保持治具を一列に展開及び環状に配列可能としたことを特徴とする分割コア配列装置。
【請求項２】
前記複数の分割コア保持治具を一列に固定配列するための固定板を備え、
前記固定板を前記複数の分割コア保持治具と一体に配置することによって、前記分割コア保持治具にて保持された前記複数の分割コアは、各分割コアのヨーク鍔部が前記固定板に沿って直線上に配置された状態となることを特徴とする請求項１に記載の分割コア配列装置。
【請求項３】
それぞれの分割コア保持治具には、隣合う分割コア保持治具を連結する治具連結部材が固定され、
前記連結手段は、隣合う前記治具連結部材の一方の一端部に形成される凹部と、他方の一端部に形成され前記凹部に嵌合する凸部と、前記凹部と前記凸部とを回動可能に連結する連結部材とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割コア配列装置。
【請求項４】
環状のヨークと、当該ヨーク内周にティース毎に設けられコイルが巻線された複数の分割コアとを備えるステータのステータ製造装置において、
請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の分割コア配列装置と、
前記複数の分割コア保持治具から前記複数の分割コアを環状に配列された状態で取出す分割コア取出し機構と、
前記ヨークの内周に前記環状に配列された分割コアを挿入する分割コア挿入機構とを備えることを特徴とするステータ製造装置。
【請求項５】
環状のヨークと、当該ヨーク内周にティース毎に設けられコイルが巻線された複数の分割コアとを備えるステータのステータ製造方法において、
前記複数の分割コアのそれぞれを一列に配列された複数の分割コア保持治具にて保持する工程と、
隣合う前記分割コア保持治具を回動可能に連結する連結手段にて隣合う前記分割コア保持治具の対向する縁部同士を接触させることによって前記複数の分割コア保持治具に保持された前記複数の分割コアを環状に配列する工程と、
前記複数の分割コア保持治具から前記複数の分割コアを環状に配列された状態で取出す工程と、
前記ヨークの内周に前記環状に配列された分割コアを挿入する工程とを備えることを特徴とするステータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの製造工程のうち複数の分割コアを環状に配列する工程を行う分割コア配列装置、及びそれを用いたステータ製造装置、ステータ製造方法に関し、特には、ステータが集中巻ステータの場合における分割コア配列装置、及びそれを用いたステータ製造装置、ステータ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機の集中巻ステータの構造として、ステータ内周にコイルを巻線した複数の分割コアを備えるものがある。このような集中巻ステータの従来の製造方法としては、コイルを巻線した複数の分割コアを保持治具にて環状に配列し、その環状に配列された分割コアの外周に環状のヨークを嵌合させてステータを得る方法がある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平２−７８５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の集中巻ステータの製造方法では、分割コアを環状に配列する際、複数の分割コアを環状形状の保持治具に嵌合させる必要がある。その場合、保持治具の形状は環状であるため、分割コアを保持治具に嵌合させるには、分割コアの角度を変えながら嵌合作業を行わなければならない。
【０００４】
このような製造方法を自動化された製造ラインにて行う場合には、製造装置が複雑になり、ステータの製造コストは高価なものとなる。本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コイルが巻線された複数の分割コアを環状に配列する工程を簡便に行うことができる分割コア配列装置、及びその分割コア配列装置を用いたステータ製造装置及びステータ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コイルが巻線された複数の分割コアを環状に配列する分割コア配列装置において、前記複数の分割コアをそれぞれ保持する複数の分割コア保持治具と、隣合う前記分割コア保持治具を回動可能に連結する連結手段とを備え、前記複数の分割コア保持治具を一列に展開及び環状に配列可能としたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、環状のヨークと、当該ヨーク内周にティース毎に設けられコイルが巻線された複数の分割コアとを備えるステータのステータ製造装置において、前記分割コア配列装置と、前記複数の分割コア保持治具から前記複数の分割コアを環状に配列された状態で取出す分割コア取出し機構と、前記ヨークの内周に前記環状に配列された分割コアを挿入する分割コア挿入機構とを備えることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明は、環状のヨークと、当該ヨーク内周にティース毎に設けられコイルが巻線された複数の分割コアとを備えるステータのステータ製造方法において、前記複数の分割コアのそれぞれを一列に配列された複数の分割コア保持治具にて保持する工程と、隣合う前記分割コア保持治具を回動可能に連結する連結手段にて隣合う前記分割コア保持治具の対向する縁部同士を接触させることによって前記複数の分割コア保持治具に保持された前記複数の分割コアを環状に配列する工程と、前記複数の分割コア保持治具から前記複数の分割コアを環状に配列された状態で取出す工程と、前記ヨークの内周に前記環状に配列された分割コアを挿入する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、隣合う分割コア保持治具は回動可能に連結されるため、分割コア保持治具に分割コアを収容する際には、分割コア保持治具を一列に配列した状態で行い、分割コア収容後は、それぞれの分割コア保持治具を回動させ隣合う分割コア保持治具の対向する縁部同士を接触させることによって、環状に配列された分割コアを簡便に得ることができる。また、この環状に配列された分割コアと環状のヨークとを組み合わせることによって簡便にステータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態である分割コア配列装置５０、及びステータ製造装置１００について、図面を参照して説明する。ステータ製造装置１００による製造工程は、第１工程から第４工程までの４工程からなり、分割コア配列装置５０は第１工程及び第２工程を行う装置であり、ステータ製造装置１００とは、分割コア配列装置５０を含め、４工程のそれぞれの工程を行う各装置の集合を指すものとする。
【００１０】
図１は、ステータ製造装置１００によって製造されるステータの断面図であり、図２は、分割コア配列装置５０の斜視図であり、図３は、第１工程において分割コア保持治具に分割コアを収容した状態の分割コア配列装置５０の斜視図であり、図４は、図３の状態における分割コア配列装置５０の平面図であり、図５は、図３の状態における分割コア配列装置５０の側面図であり、図６は、第２工程において分割コア保持治具を環状に配列した状態の分割コア配列装置５０の斜視図であり、図７は、ステータ製造装置１００における第３工程を行う分割コア取出し機構を示す図であり、図８は、ステータ製造装置１００における第４工程を行う分割コア挿入機構を示す図である。
【００１１】
分割コア配列装置５０は、環状のヨーク１と、このヨーク１内周に設けられる複数の分割コア２とを備えるステータ１０の製造工程のうち複数の分割コア２を環状に配列する工程を行う装置である。
【００１２】
ステータ製造装置１００は、分割コア配列装置５０及び後述する他の装置を備え、ステータ１０を製造するものであり、ヨーク１と分割コア２とが分離可能な構造のステータ１０を製造するものである。
【００１３】
分割コア２は、図１に示すように、ティース毎に分割されコイル３が巻線されたものであり、ヨーク１内周と接するヨーク鍔部４と、コイル３が巻線されるティース部５と、ティース部５先端に設けられた先端鍔部６とを備える。したがって、ヨーク鍔部４及び先端鍔部６は円弧形状であり、ヨーク鍔部４の半径は先端鍔部６の半径と比較して大きい。
【００１４】
まず、図１〜図５を参照して分割コア配列装置５０について説明する。分割コア配列装置５０は、複数の分割コア２をそれぞれ保持する複数の分割コア保持治具１１を備え、隣合う分割コア保持治具１１は、複数の治具連結部材１２を介して回動可能に連結される。このように、複数の分割コア保持治具１１は、一列に展開及び環状に配列可能に連結されている。また、分割コア配列装置５０は、各分割コア保持治具１１と一体に配置され、複数の分割コア保持治具１１を一列に固定配列するための固定板１６も備える。
【００１５】
分割コア保持治具１１は、頭部７と脚部８とからなり、作業台であるパレット２９上に載置される。頭部７は、本体７ａと、本体７ａと一体に設けられたコの字形片７ｂとからなり、コの字形片７ｂの凹部によって分割コア２を収容する収容部１５が形成される。つまり、収容部１５を形成する対向する２面１５ａ、１５ｂによって分割コア２は保持される。なお、図中、コの字形片７ｂは本体７ａに一対設けられる構成となっているが、その一対のコの字形片７ｂを一体に設ける構成にしてもよい。脚部８は、Ｌ字型の部材であり、頭部７を支持する支持部８ａと、パレット２７に接触する土台である底板部８ｂとからなる。
【００１６】
治具連結部材１２は、分割コア保持治具１１の頭部７におけるコの字形片７ｂの下部に固定され、隣合う治具連結部材１２は連結手段としてのヒンジ部２１によって回動可能に連結される。ヒンジ部２１は、隣合う治具連結部材１２の一方の一端部に形成される凹部２１ａと、他方の一端部に形成される凸部２１ｂとが嵌合し、その嵌合部に連結部材としてのピン２２が挿通することによって構成される。このように、各分割コア保持治具１１は治具連結部材１２に設けられたヒンジ部２１を介して自在に回動することができる。なお、隣合う治具連結部材１２の連結方法は、ヒンジ部による連結に限らず、隣合う治具連結部材１２が回転可能であればどのような機構を用いてもよい。また、連結手段として治具連結部材１２にヒンジ部２１を設ける代わりに、隣合う分割コア保持治具１１を直接ヒンジ機構によって連結するように構成してもよい。
【００１７】
分割コア保持治具１１の背面１１ｅは円弧状に形成されているため、ヒンジ部２１にて隣合う分割コア保持治具１１の対向する縁部１１ｃ同士を接触させることによって、分割コア保持治具１１は図６に示すように環状に配列された状態となる。つまり、頭部７のコの字形片７ｂの両縁部、及び脚部８の底板部８ｂの両縁部は、斜めに形成されている。なお、図中分割コア保持治具１１の背面１１ｅは、円弧状に形成されているが、直線状に形成してもよい。その場合、隣合う分割コア保持治具１１の対向する縁部１１ｃ同士を接触させ分割コア保持治具１１を配列した場合、分割コア保持治具１１は多角形状に配列された状態となる。
【００１８】
固定板１６は、一直線上の長板であり、図２に示すように各分割コア保持治具１１の頭部７上面１１ｆに、各分割コア保持治具１１と一体に配置される。固定板１６は、固定板１６に設けられた穴部１８ａ、１８ｂに、複数の分割コア保持治具１１のうち両端の分割コア保持治具１１ａ、１１ｂの上面１１ｆに設けられた突出ピン１７ａ、１７ｂが挿通することによって、分割コア保持治具１１に固定される。このように固定板１６を各分割コア保持治具１１と一体に配置することによって、複数の分割コア保持治具１１は、固定板１６の長手方向に沿って一列に固定配列される。また、固定板１６には、断面が台形形状の突出部１９が所定間隔で設けられている。
【００１９】
固定板１６によって固定板１６の長手方向に沿って一列に固定配列された分割コア保持治具１１による分割コア２の保持方法を説明する。図４及び図５に示すように、分割コアは、収容部１５に対して、ヨーク鍔部４と面１５ａが平行になるように、また先端鍔部６と面１５ｂが平行になるように、かつ、ヨーク鍔部４の両端部４ａ、４ｂが突出部１９に係合するように収容される。これにより、収容部１５の対向する２面１５ａ、１５ｂによって分割コア２の厚み方向の動きが規制され、突出部１９によって分割コア２の幅方向の動きが規制される。このように、複数の分割コア保持治具１１が固定板１６によって一列に固定配列された状態では、分割コア保持治具１１に保持された複数の分割コア２は、分割コア２におけるヨーク鍔部４が固定板１６に沿って直線上に配置された状態となる。
【００２０】
このように分割コア２が分割コア保持治具１１に保持されることによって、分割コア保持治具１１と一体に配置された固定板１６を取り除き、隣合う分割コア保持治具１１の対向する縁部１１ｃ同士を接触させるように分割コア保持治具１１を回動させた場合には、分割コア保持治具１１に保持された分割コア２は、図６に示すように、隣合うヨーク鍔部４の端部、及び隣合う先端鍔部６の端部がそれぞれ対峙した状態となる。つまり、分割コア２は、ヨーク鍔部４を外周部、先端鍔部６を内周部とする環状に配列された状態で分割コア保持治具１１に保持される。
【００２１】
以上のように、分割コア配列装置５０は、固定板１６を用いた場合には分割コア保持治具１１が一列に固定配列された状態となる。また、固定板１６を用いない場合には、各分割コア保持治具１１の拘束状態が解除され、各分割コア保持治具１１が治具連結部材１２のヒンジ部２１を介して自由に回動できる状態となる。
【００２２】
次に、ステータ製造装置１００について説明する。ステータ製造装置１００は、ステータ１０のそれぞれの製造工程を行う各装置の集合であり、第１及び第２工程を行う分割コア配列装置５０（図２〜６参照）を備えると共に、環状に配列された分割コア保持治具１１から分割コア２を環状に配列された状態で取出す第３工程を行う分割コア取出し機構１３（図７参照）と、ヨーク１の内周に環状に配列された分割コア２を挿入する第４工程を行う分割コア挿入機構１４（図８参照）とを備える。分割コア配列装置５０については、上記で説明したので、以下に、分割コア取出し機構１３及び分割コア挿入機構１４について説明する。
【００２３】
分割コア取出し機構１３は、図７に示すように、環状に配列された分割コア保持治具１１を固定載置する載置台２３と、分割コア保持治具１１に保持された分割コア２を環状に配列された状態で把持する把持機構２４と、分割コア２を把持した把持機構２４を上部に移動させる駆動機構２５とを備える。
【００２４】
把持機構２４は、一対のアーム２４ａ、２４ｂを備え、そのアーム２４ａ、２４ｂによって環状に配置された分割コア２を２方向から挟み込むものである。各分割コア２は、隣合う分割コア２のヨーク鍔部４の端部及び先端鍔部６の端部が、それぞれ接触した状態で分割コア保持治具１１に保持されているため、図示したように、一対のアーム２４ａ、２４ｂによって対向する２つの分割コアを挟み込むことによって、分割コア２を環状に配列された状態で取出すことができる。駆動機構２５は、モータとボールねじとを組合わせたもの等、把持機構２４を上下に移動させることができるものであれば、どのような機構を用いてもよい。
【００２５】
分割コア挿入機構１４は、図８に示すように、環状に配列された分割コア２を固定載置する載置台２６と、ヨーク１を支持する支持機構２７と、支持機構２７によって支持されたヨーク１を分割コア２に向かって移動させ、ヨーク１内周に環状に配列された分割コア２を圧入する挿入駆動機構２８とを備える。
【００２６】
支持機構２７は、挿入駆動機構２８に連結された円板状のヨーク支持部２７ａと、ヨーク支持部２７ａに埋設された磁石２７ｂとからなり、磁石２７ｂの磁力によってヨーク１を支持するものである。挿入駆動機構２８は、モータとボールねじとを組合わせたもの等、支持機構２７を上下に移動させることができるものであれば、どのような機構を用いてもよい。
【００２７】
以上のように構成される分割コア配列装置５０、ステータ製造装置１００を用いたステータ１０の製造方法について説明する。
【００２８】
図２に示すように、分割コア保持治具１１の突出ピン１７ａ、１７ｂが固定板１６の穴部１８ａ、１８ｂに挿通するように固定板１６を分割保持治具１１上に配置する。これにより、分割コア配列装置５０は、各分割コア保持治具１１が固定板１６に沿って一列に固定配列された状態となる。
【００２９】
図３及び図４に示すように、各分割コア２を、各分割コア保持治具１１の収容部１５にヨーク鍔部４の両端部４ａ、４ｂが突出部１９に係合するように収容する（第１工程）。これにより、分割コア２の厚み方向の動きは収容部１５によって、また幅方向の動きは突出部１９によって規制される。なお、全ての分割コア保持治具１１に分割コア２を挿入した後、隣接する分割コア２のコイル３の絶縁皮膜を剥離するとともに、導通部を溶着させて接続する。
【００３０】
図６に示すように、分割コア保持治具１１から固定板１６を取り外し、各分割コア保持治具１１の拘束状態を解除する。そして、隣合う分割コア保持治具１１の対向する縁部１１ｃ同士が接触するように治具連結部材１２のヒンジ部２１を介して分割コア保持治具１１を回動させる（第２工程）。これにより、分割コア配列装置５０は、各分割コア保持治具１１が環状に配列された状態となり、かつ分割コア保持治具１１にて保持された分割コア２もヨーク鍔部４を外周部、先端鍔部６を内周部とする環状に配列された状態となる。
【００３１】
以上の工程が分割コア配列装置５０によるものであり、以上の工程は、分割コア保持治具１１を載置したパレット２９がコンベア等の上を移動し、自動化された製造ラインにて行われる。
【００３２】
次に、図７に示すように、載置台２３上に載置された分割コア保持治具１１にて保持されている分割コア２を、分割コア取出し機構１３の一対のアーム２４ａ、２４ｂにて挟み込み把持する。そして、駆動機構２５の作用によって一対のアーム２４ａ、２４ｂを図中上方へ移動させ、分割コア保持治具１１から分割コア２を環状に配列された状態で取出す（第３工程）。
【００３３】
次に、図８に示すように、分割コア挿入機構１４のヨーク支持部２７ａに埋設された磁石２７ｂの磁力によってヨーク１を支持する。そして、挿入駆動機構２８の作用によってヨーク支持部２７ａ図中下方へ移動させ、載置台２６上の環状に配列された分割コア２をヨーク１の内周に圧入する（第４工程）。これにより、ヨーク１と分割コア２は一体となりステータ１０が完成する。
【００３４】
本実施の形態の分割コア配列装置５０によれば、隣合う分割コア保持治具１１は治具連結部材１２のヒンジ部２１を介して回動可能に連結されるため、分割コア保持治具１１を一列に配列することができる。これにより、分割コア保持治具１１に分割コア２を収容するに際して、治具に合わせて分割コア２の角度を変える工程が不要となる。また、分割コア２を分割コア保持治具１１にて保持した後、分割コア保持治具１１を、治具連結部材１２のヒンジ部２１を介して環状に配列することによって、環状に配列された分割コア２を簡便に得ることができる。
【００３５】
本実施の形態のステータ製造装置１００及びステータ製造方法によれば、分割コア配列装置５０によって得られた環状に配列された分割コア２を、分割コア保持治具１１から取出すと共に、ヨーク１の内周に挿入することができ、簡便にステータ１０を製造することができる。
【００３６】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、集中巻ステータの製造装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態であるステータ製造装置１００によって製造されるステータの断面図である。
【図２】分割コア配列装置５０の斜視図である。
【図３】第１工程において分割コア保持治具に分割コアを収容した状態の分割コア配列装置５０の斜視図である。
【図４】図３の状態における分割コア配列装置５０の平面図である。
【図５】図３の状態における分割コア配列装置５０の側面図である。
【図６】第２工程において分割コア保持治具を環状に配置した状態の分割コア配列装置５０の斜視図である。
【図７】ステータ製造装置１００における第３工程を行う分割コア取出し機構を示す図である。
【図８】ステータ製造装置１００における第４工程を行う分割コア挿入機構を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  ステータ製造装置
５０  分割コア配列装置
１  ヨーク
２  分割コア
３  コイル
４  ヨーク鍔部
５  ティース部
６  先端鍔部
７  頭部
７ａ  頭部本体
７ｂ  コの字形片
８  脚部
８ａ  支持部
８ｂ  底板部
１０  ステータ
１１，１１ａ，１１ｂ  分割コア保持治具
１１ｃ  分割コア保持治具縁部
１１ｅ  分割コア保持治具背面
１２  治具連結部材
１３  分割コア取出し機構
１４  分割コア挿入機構
１５  収容部
１６  固定板
１７ａ、１７ｂ  突出ピン
１８ａ、１８ｂ  穴部
１９  突出部
２０  蟻溝
２１  ヒンジ部
２２  ピン
２３，２６  載置台
２４  把持機構
２４ａ，２４ｂ  アーム
２５  駆動機構
２７  支持機構
２７ａ  ヨーク支持
２７ｂ  磁石
２８  挿入駆動機構
２９  パレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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